Biopaliva -- to slovo se zdá kouzelné. Připomíná zpívající ptáky, jasnou modrou oblohu a globální štěstí. Nějak můžeme přeměnit rostliny a další organický materiál v něco, co pohání naše auta a zároveň zachraňuje planetu.
Ale není to vůbec kouzlo. V tomto článku budeme diskutovat o tom, co biopaliva jsou, co nejsou a jak se využívají z biomasy (tedy organický materiál z rostlin a zvířat). Budeme také mluvit o příslibech a kompromisech hlavních typů biopaliv.
Za prvé, co jsou to biopaliva? Podle amerického ministerstva energetiky (DOE) jde o obnovitelná pevná, plynná nebo kapalná paliva vyvinutá z rostlin a organického materiálu, která lze zpracovat na vyrobené palivo pro pohon našich aut a SUV, vytápění našich obytných prostor nebo obsluhu strojů. Obnovitelné v tomto smyslu to znamená, že získáváme zdroje na výrobu paliva z něčeho, co můžeme snadno doplnit v přiměřeně krátké době – jako jsou rostliny. I když ropa a zemní plyn také pocházejí z rostlin, ty nejsou obnovitelné, protože obnovení našich zásob těchto fosilních paliv by trvalo miliony let.
Po desetiletí měli majitelé domů možnost používat pevná paliva, jako je dřevo nebo kukuřičné pelety – i když v poslední době se stal populárnějším způsobem, jak pomoci kompenzovat divoké výkyvy cen topného oleje. Pro účely dopravy jsou dnes zdaleka nejběžnějšími biopalivy etanol (forma alkoholu vyráběná ze škrobu nebo cukru) a bionafta (palivo na bázi oleje, tuků nebo tuků).
Sledování výroby biopaliv zatím není exaktní věda kvůli mnoha metodám jeho výroby, ale údaje o celkové výrobě a spotřebě bionafty a etanolu jsou spolehlivé. Po mírném poklesu v polovině 90. let je produkce etanolu ve Spojených státech na historickém maximu. Výroba bionafty ve Spojených státech raketově vzrostla z 2 milionů galonů v roce 2002 na 700 milionů galonů v roce 2008, podle National Biodiesel Board, americké průmyslové obchodní asociace.
Jistě, alternativní paliva mohou být velmi užitečná, ale jak vlastně přeměňují biomasu na něco použitelného?
Ethanol, někdy známý jako obilný alkohol, se vyrábí fermentací rostlinných materiálů. Tradičně to znamenalo fermentaci konzumní části plodin, zejména z kukuřice nebo cukrové třtiny.
Velkou nevýhodou toho je, že zasahuje do zásobování potravinami lidí a hospodářských zvířat. Nový výzkum se místo toho zaměřuje na využití celulózové biomasy , který se skládá z nepotravinářských částí rostlin, jako jsou stonky kukuřice]. Tento proces zahrnuje přeměnu rostlinného materiálu na glukózu, která pak může být fermentována jako jakýkoli jiný cukr za vzniku etanolu. Lignin, vedlejší produkt procesu, se spaluje, aby poskytl energii, která pomůže proces dokončit.
Zatímco bionafta může být použita jako palivo v čisté formě, obvykle se kombinuje s benzínem. Všechna vozidla na benzínový pohon mohou vzít snadno dostupný gasohol , směs 90 procent benzínu a 10 procent etanolu. Vozidla s flexibilním palivem mohou také používat to, co se nazývá palivo E85 , směs 85 procent etanolu a 15 procent benzínu.
Na rozdíl od etanolu se bionafta ve Spojených státech prosadila teprve od roku 2005. Věda za tím je také mnohem novější a o něco složitější. Většina metod výroby bionafty v USA začíná sójovým olejem nebo použitým rostlinným olejem, i když lze použít i jiné oleje a dokonce i řasy.
Podle National Sustainable Agricultural Information Service je olej kombinován s alkoholem, obvykle metanolem nebo dokonce etanolem. K zahájení procesu zvaného transesterifikace se používá katalyzátor, jako je hydroxid draselný nebo hydroxid sodný (louh). , která vyrábí bionaftu, přičemž jako vedlejší produkt vzniká glycerol.
Stejně jako etanol je bionafta obvykle kombinována s palivem na bázi ropy, což umožňuje použití ve všech naftových vozidlech. Nejběžnější směs se nazývá B20 , což odráží směs 20 procent bionafty a 80 procent ropné nafty. Upravená vozidla mohou používat B100 , nebo 100% bionafta, aby je poháněla na silnici.
Etanol a bionafta jsou dvě paliva, která se těší velké slávě, ale v obraze biopaliv je toho mnohem víc. V další části prozkoumáme některé další možnosti biopaliv.
Výroba bionafty z použitého rostlinného olejeChcete se rozloučit s čerpací stanicí? Připojte se k rostoucí legii lidí, kteří si doma vyrábějí bionaftu z použitého rostlinného oleje. Budete potřebovat metanol, silný katalyzátor (louh funguje) a spoustu bezpečnostních opatření. Potřeby jsou snadno dostupné. Literatura o tomto procesu přetéká, takže čtěte, kupte si zásoby, buďte opatrní a připravte se na prohlášení své nezávislosti na palivu.
Biopaliva se neomezují pouze na naše osobní a nákladní automobily. V této části se podíváme na některé nové způsoby, jak biopaliva přicházejí do našich životů.
Lidé se shromažďovali u dřevěných ohňů od úsvitu věků. Se dřevem se snadno pracuje, snadno se spaluje a snadno se vyměňuje (při správném řízení zdrojů). Co je dnes jiné, je vývoj široké škály pelet pro napájení kamen na dřevo. Tato kamna jsou také mnohem efektivnější při spalování věcí. Americké ministerstvo energetiky uvádí, že peletová kamna o kapacitě 42 000 Btu mohou vytápět dům o rozloze 1 300 čtverečních stop – tyto jednotky dokonce produkují méně znečištění a mají nižší nároky na údržbu. Zatímco dřevěné pelety vyrobené ze zhutněných pilin jsou nejběžnější, některá kamna mohou používat také palivo vyrobené z kukuřice, odpadního papíru, ořechových skořápek a dokonce i sušených třešňových pecek.
Poněkud méně oslavovaná technologie odebírá pevný odpad, jako je hnůj z hospodářských zvířat nebo komunální odpad, a zachycuje plyny emitované jako součást přirozeného anaerobního rozkladného procesu. Tento bioplyn obsahuje vysoké množství metanu, který lze použít jako palivo. Na briefingu neziskového Environmental and Energy Study Institute v roce 2010 bylo uvedeno, že ve Spojených státech bylo v provozu 151 anaerobních digestorů (zařízení zachycujících bioplyn z rozkladu), z nichž všechny využívaly jako základní materiál živočišný odpad.
Zatímco mnoho zařízení na zpracování odpadu tradičně spaluje bioplyn, stává se stále více uznáván jako další potenciální díl v energetické skládačce, protože se snažíme najít trvalejší energetické řešení.
Mnoho technologií, které se v současnosti vyvíjejí na podporu zavádění biopaliv, je v plném proudu, ale mohou skutečně pomoci životnímu prostředí a poskytnout realistické řešení našich energetických potřeb? Jak nám to pomůže? Na to se podíváme v poslední části.
Energetická řešení dnes mají vysokou laťku:Musí být efektivnější a šetřit planetu. Mohou biopaliva skutečně zachránit situaci? Jak můžete očekávat, neexistuje jednoduchá odpověď a nakonec jsou jen jedním kouskem v mnohem větší energetické skládačce.
Pokud jde o životní prostředí, používání biopaliv nepřispívá k oxidu uhličitému v atmosféře ani nepřispívá ke globálnímu oteplování. Rostliny při svém růstu absorbují uhlík a uvolňují ho, když se přeměňují na energii. Stejně tak zvířata konzumují rostliny, které přeměňují na tuky a odpady (mimo jiné), takže uhlík z rostlin se při přeměně těchto produktů na energii opět uvolňuje.
Uhlík byl uzamčen uvnitř uhlí a dalších fosilních paliv po miliony let a zůstává tam, dokud ho nevytáhneme ze země, aby shořel. Zatímco uhlík uvnitř těchto paliv kdysi zaplňoval vzduch, nebyl součástí současného ročního cyklu atmosféry.
Z politického hlediska znamená využívání zdrojů dostupných ve vlastní zemi menší závislost na cizích zdrojích, jako je ropa. Naplnění části potřeby této energie obnovitelnými biopalivy doma by mohlo vést ke snížení mezinárodního napětí.
Biopaliva jsou také prospěšná pro ekonomiku v tom, že domácí povaha zdrojů nezbytných k jejich využití leží v místních zemědělských a lesních regionech.
K dnešnímu dni žádný jediný zdroj paliva – biopalivo, fosilní paliva, vítr, solární nebo jaderné palivo – není schopen poskytnout odpověď na všechny naše energetické potřeby. Technologická vylepšení však rychle usnadňují využívání biopaliv a umožňují jejich vývoj přispět k lepší budoucnosti.
